JP2668433B2 - 炭化水素を分解して一酸化炭素に富むガスを製造する方法 - Google Patents
炭化水素を分解して一酸化炭素に富むガスを製造する方法Info
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Description
て一酸化炭素に富むガスを製造する方法に関する。
COに富むガスを接触または熱部分酸化により製造できる
ことは公知である。接触自熱分解とも呼ばれる接触部分
酸化は外部から熱を供給しなくとも約800〜1000℃で行
われ、その際、すすの生成を回避するために炭素1モル
当り約2モルの水蒸気が普通添加される。熱部分酸化の
場合、反応は1300〜1600℃で行われ、その際、水蒸気の
添加を必要としない。そのために起こるすすの生成は、
反応過程を妨げないので、許容できる。
これら2つの方法は欠点を有する。接触自熱分解におい
ては、水蒸気を添加する結果、製品ガス中のCO2部分が
高くなるのでCOの収率が炭化水素に含まれる炭素分の70
%程度に低下する。また酸化剤の必要量も水蒸気無添加
の場合に比べて大きくなる。蒸触媒熱分解は90%および
それ以上のCO収率を与えるが、やはり酸化剤の必要量が
大きく、生成したすすを製品ガスから洗浄除去して処理
しなければならない。
む製品ガスを製造し、同時に水蒸気の添加を全くまたは
実質的に不必要とすることである。
て、炭化水素の一部を燃焼域で化学量論的酸素必要量の
2〜10倍に相当する酸素含有ガスを供給しながら約800
〜1500℃で完全に燃焼させ、予備加熱された残部の炭化
水素を酸素含有燃焼ガスに混合して約700〜1300℃の混
合物を得、この混合物の粒状分解触媒の固定床に通し、
この固定床から一酸化炭素に富む約800〜1150℃の製品
ガスを排出させることにより達成される。
水素、例えば天然ガスが挙げられるが、沸点が約160℃
までの気化炭化水素、例えばナフサも使用できる。燃焼
域に供給される炭化水素部分は供給炭化水素の全量の約
10〜30%である。本発明の方法は1〜35バールの圧力範
囲、好ましくは1〜10バールの圧力範囲で実施される。
て燃焼させることであり、さもないと、燃焼域の温度が
上り過ぎて触媒をだめにするからである。
またはパラジウムを含有しその他の成分としてニッケル
を含有してもよい発火触媒の存在下で燃焼される。しか
し、この発火触媒は用いなくてもよい。
行燃焼によりCO2とある量の水蒸気並びに約10〜20容量
%の残留酸素を含有する。この混合物に外部から付加的
水蒸気を供給することは一般に必要ない。必要な場合に
は、燃焼ガスと共にまたは予備加熱された残部の炭化水
素と共に水蒸気を供給することによって混合物の水蒸気
含量を高めることができる。すべての場合、分解触媒に
供給される混合物中に酸素1モル当り最高0.2モルの水
蒸気含量があれば充分である。
触媒の固定床4とを有する。反応させる炭化水素の一部
が管路5から燃焼室3に導入され、同時に管路6から酸
素含有ガス、例えば空気が、化学量論的酸素必要量の2
倍〜10倍に相当する量で導入される。
がある。過剰の酸素と発火触媒とにより燃焼室3内で激
しい完全燃焼が起こり、その際、主としてCO2とH2O並び
に残留酸素からなる燃焼ガスが約800〜1500℃、好まし
くは1000〜1300℃の温度で火格子8を通って下方に向
い、触媒の無い混合室10に入る。
されて中央供給管12から混合室10へ供給され、そこで燃
焼室3から来た燃焼ガスと迅速に混合される。次いで混
合物は固定床4を通り、分解触媒上で反応する。分解触
媒はAl2O3および/またはMgO担体上にニッケルを例えば
10〜30重量%含有する。触媒固定床4は火格子15に支持
され、火格子15の下方には製品ガス捕集空間16がある。
COに富む製品ガスは約800〜1150℃で出口17から排出さ
れる。
に予備加熱されたメタン6Nm3を供給した。メタンを600
℃の空気284Nm3と共にパラジウム含有発火触媒上で燃焼
させた。その際に供給した酸素は化学量論的必要量の3
倍であった。燃焼室3内の圧力は約6.5バール、反応来
1の下方部分の圧力は約6バールであった。
成した。
それによって次の組成を有する930℃の混合ガスが生成
した。
0.5秒未満の滞留時間で分解触媒の固定床4に到達し
た。この触媒はAl2O3担体上にニッケル20重量%を含有
する。反応させる混合物が固定床4に滞留する時間は約
10秒であった。出口17から950℃で排出される製品ガス
の組成は次の通りであった。
3.7%が製品ガス中のCOとして生成した。この高いCO生
成量は水蒸気無添加で行われたことに特に起因する。
Claims (5)
- 【請求項1】ガス状または気化した炭化水素を接触分解
して一酸化炭素に富むガスを製造する方法において、 炭化水素の一部を燃焼域で化学量論的酸素必要量の2〜
10倍に相当する酸素含有ガスを供給しながら約800〜150
0℃で完全に燃焼させ、予備加熱された残部の炭化水素
を酸素含有燃焼ガスに混合して約700〜1300℃の混合物
を得、この混合物を粒状分解触媒の固定床に通し、この
固定床から一酸化炭素に富む約800〜1150℃の製品ガス
を排出させることを特徴とする方法。 - 【請求項2】残部の炭化水素を燃焼ガスとの混合前に約
300〜600℃に予備加熱することを特徴とする請求項1記
載の方法。 - 【請求項3】燃焼ガスと残部の炭化水素との混合物の温
度が約800〜1300℃であることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の方法。 - 【請求項4】炭化水素を発火触媒の存在下で燃焼域で燃
焼させることを特徴とする請求項1〜3項のいずれか一
項に記載の方法。 - 【請求項5】燃焼ガスと残部の炭化水素との混合物が炭
素1モル当り0.2モル以下の水蒸気を含有していること
を特徴とする請求項1〜4項のいずれか一項に記載の方
法。
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